(57)【要約】【課題】プリント配線板のランドが小さくても、電子部品を確実にはんだ付けする。【解決手段】プリント配線板１のランド２ａ、２ｂのうち、はんだ浸漬方向の上流に位置するランド２ｂの近傍に、溶融はんだの流れを堰き止めるための堰部材７を配設する。この堰部材７によって、はんだ浸漬方向の下流における溶融はんだの流れが変化し、上流に位置するランド２ｂのみならず、下流に位置するランド２ａにも溶融はんだが良好に引き込まれ、はんだフィレット５ａ、５ｂが共に強固に形成され、電子部品４の端子とランド２ａ、２ｂが確実にはんだ付けされる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線パターンを備えた絶縁性基板からなり、前記配線パターンの電気的接続部を具備したプリント配線板と、
前記プリント配線板上に搭載され、前記配線パターンに電気的に接続される接続端子を具備した電子部品とを有し、前記電子部品の接続端子と前記配線パターンとを半田で接合された電子モジュールであって、
前記電子部品搭載位置の外周の少なくとも一部に近接し、溶融はんだの流れを堰き止め得る程度に前記絶縁性基板表面から突出した、堰部材を具備した電子モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の電子モジュールであって、
前記堰部材は、
前記電子部品を固定するための接着剤である、電子モジュール。
【請求項３】
請求項１に記載の電子モジュールであって、
前記堰部材は、
前記プリント配線板に配設される前記電子部品とは異なる他の電子部品である、
電子モジュール。
【請求項４】
請求項１に記載の電子モジュールであって、
前記堰部材は、
前記プリント配線板の前記実装面と反対側の面に実装した別の電子部品の前記実装面に突出した部位である、
電子モジュール。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の電子モジュールであって、
前記ランドの前記電子部品の端面からの突き出し寸法は、
前記電子部品の高さ以下である、
電子モジュール。
【請求項６】
プリント配線板の実装面にランドを備え、電子部品をディップ式、又はフロー式のはんだ付けによって前記プリント配線板に実装する電子モジュールの実装方法であって、
実装した場合の前記電子部品に対して、はんだ浸漬方向の上流に位置する前記ランドの近傍に、前記溶融はんだの流れを堰き止める堰部材を配設する工程と、
前記電子部品を前記プリント配線板の所定位置に搭載する工程と、
前記電子部品の接続端子と前記ランドを前記ディップ式、又は前記フロー式のはんだ付けによって一括に接続して、前記プリント配線板に前記電子部品を実装する工程と、
を含む電子モジュールの実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品をプリント配線板に実装した電子モジュール、及びその実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の小型化に伴って、電子部品のプリント配線板への実装は片面のみから両面へと変遷し、電子部品の小型化と相俟って配置の高密度化へ進展した。また、ディップ式及びフロー式によるはんだ付けは、高密度に実装されたプリント配線板を効率的にはんだ付けするための生産方法として広く普及している。
【０００３】
図９は、ディップ式及びフロー式による従来のはんだ付け方法を示す概略断面図である。同図において、電子部品２４をプリント配線板２1のランド２２ａ、２２ｂに位置決めして搭載してから溶融はんだ槽へ浸漬すると、はんだ浸漬方向の上流に位置するランド２２ｂに先ずはんだが付着するが、電子部品２4の溶融はんだの浸漬方向下流直下では、はんだの流動性が悪いという現象が起きるため、下流のランド２２ｂの面積が小さいと、はんだが少量しか付着しなかったり、或いは全く付着しないではんだフィレット２５ａが形成されない、いわゆる未はんだが発生する。
【０００４】
この対策としては、ランドをある程度大きくして、はんだを引き込み易くすることが有効である。一例として、電子部品端面からのランドの突き出し寸法を電子部品の高さｈより長く、かつ２ｈより短く規定するという提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の例では、電子部品の小型化により一定の高密度化を図ることができたものの、ディップ式及びフロー式によってはんだ付けを行う場合、電子部品の配置方向によっては、ランドを小さくするのに限界があった。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−４６３３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、プリント配線板のランドが小さくても、電子部品を確実にはんだ付けすることのできる電子モジュール、及びその実装方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電子モジュールは、プリント配線板の実装面にランドを備え、電子部品をディップ式、又はフロー式のはんだ付けによって前記プリント配線板に実装する電子モジュールであって、実装した場合の前記電子部品に対して、はんだ浸漬方向の上流に位置する前記ランドの近傍に、前記溶融はんだの流れを堰き止める堰部材を配設するものである。
【０００９】
この構成により、溶融はんだの浸漬方向下流における流れが変化するので、実装した場合の電子部品に対して、はんだ浸漬方向の上流に位置するランドのみならず、下流に位置する小さなランドにおいてもはんだが良好に引き込まれ、電子部品を確実にはんだ付けすることができる。
【００１０】
また、本発明は、上記の電子モジュールにおいて、前記堰部材は、チップ電子部品を固定するための接着剤であるものを含む。
【００１１】
この構成により、溶融はんだ浸漬方向の下流における流れが変化するので、実装した場合の電子部品に対して、はんだ浸漬方向の上流に位置するランドのみならず、下流に位置する小さなランドにおいてもはんだが良好に引き込まれ、電子部品を確実にはんだ付けすることができる。また、接着剤として、実装工程で使用する補材を用いることにより、堰部材を簡単かつ安価に配設することができ、電子モジュールの低価格化を図ることが可能となる。
【００１２】
更に、本発明は、上記の電子モジュールにおいて、前記堰部材は、前記プリント配線板に配設される前記電子部品とは異なる他の電子部品であるものを含む。
【００１３】
この構成により、はんだ浸漬方向の上流に位置するランドの近傍に、堰部材として他の電子部品をレイアウト設計によって配置することで、新たに材料費及び加工費を発生させることなく、安価に堰部材を配設することができ、電子部品を確実にはんだ付けすることが可能となる。
【００１４】
また、本発明は、上記の電子モジュールにおいて、前記堰部材は、前記実装面と反対の面に実装した別の電子部品の前記実装面に突出した部位であるものを含む。
【００１５】
この構成により、例えば、トランス外殻構造の爪を実装面から突出させることで、新たに材料費及び加工費を発生させることなく、安価に堰部材を配設することができ、電子部品を確実にはんだ付けすることが可能となる。
【００１６】
また、本発明は、上記の電子モジュールにおいて、前記ランドの前記電子部品の端面からの突き出し寸法は、前記電子部品の高さ以下であるものを含む。
【００１７】
この構成により、小さな面積のランドにおいてもはんだが良好に引き込まれるので、小型の電子部品を確実にはんだ付けすることができ、電子モジュールの高密度実装が可能となる。
【００１８】
また、本発明は、上記の電子モジュールにおいて、隣接する前記電子部品の相互の間隔は、隣接する前記電子部品のそれぞれの高さと、回路動作電圧に対する空間の絶縁距離の和以下であるものを含む。
【００１９】
この構成により、隣接する電子部品に対応するいずれのランドにも、はんだを良好に引き込むことが可能となり、狭小に近接して配置した電子部品を確実にはんだ付けすることができる。
【００２０】
また、本発明は、上記の電子モジュールにおいて、前記堰部材の前記実装面からの高さと、前記電子部品の高さと、前記堰部材と前記ランドとの空間距離とは、所定の関係を有するものを含む。
【００２１】
この構成により、堰部材の高さとランドとの距離が明確となることで、小さな面積のランドにおいてもはんだを良好に引き込むことが可能となり、小型の電子部品を確実にはんだ付けすることができる。
【００２２】
本発明に係る電子モジュールの実装方法は、プリント配線板の実装面にランドを備え、電子部品をディップ式、又はフロー式のはんだ付けによって前記プリント配線板に実装する電子モジュールの実装方法であって、実装した場合の前記電子部品に対して、はんだ浸漬方向の上流に位置する前記ランドの近傍に、前記溶融はんだの流れを堰き止める堰部材を配設する工程と、前記電子部品を前記プリント配線板の所定位置に搭載する工程と、前記電子部品の接続端子と前記ランドを前記ディップ式、又は前記フロー式のはんだ付けによって一括に接続して、前記プリント配線板に前記電子部品を実装する工程と、を含むものである。
【００２３】
この実装方法により、溶融はんだの浸漬方向下流における流れが変化するので、実装した場合の電子部品に対して、はんだ浸漬方向の上流に位置するランドのみならず、下流に位置する小さなランドにおいてもはんだが良好に引き込まれ、電子部品を確実にはんだ付けすることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、プリント配線板のランドが小さくても、電子部品を確実にはんだ付けすることができる電子モジュール、及びその実装方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態に係る電子モジュール、及びその実装方法について、図面を用いて説明する。
【００２６】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電子モジュールの概略構成を示す断面図である。
【００２７】
図１において、プリント配線板１に接着剤で固定された電子部品４の接続端子と、プリント配線板１の電流を通すパターンと導通している接続パッドとしてのランド２ａ、２ｂが密着し、はんだ付け部が構成されている。はんだ付け部にはフラックスが塗布され、また、はんだ付けが不要なパターンにはソルダーレジスト３が塗布されている。
【００２８】
更に、ランド２ｂのはんだ浸漬方向の上流近傍には、溶融したはんだの流れを堰き止めるための堰部材７が配設されている。
【００２９】
上記の構成において、プリント配線板１の電子部品４が搭載された面を下にして溶融はんだ表面に浸漬すると、堰部材７によってはんだ浸漬方向の下流における流れが変化し、上流に位置するランド２ｂのみならず、下流に位置するランド２ａにも溶融はんだが引き込まれる。これにより、はんだフィレット５ａ、５ｂが共に形成され、電子部品４の端子とランド２ａ、２ｂが確実に固着される。
【００３０】
以上説明したように、このような本発明の第１の実施の形態に係る電子モジュールによれば、はんだ浸漬方向の上流に位置するランドの近傍に、溶融はんだの流れを堰き止めるための堰部材を配設することで、はんだ浸漬方向の下流における流れを変化させ、小さなランドにおいてもはんだフィレットを形成し、電子部品を確実にはんだ付けすることができる。
【００３１】
（第２の実施の形態）
図２は、本発明の第２の実施の形態に係る電子モジュールの概略構成を示す断面図である。本実施の形態の電子モジュールは、第１の実施の形態において示した図１の堰部材７に換えて、接着剤８を有する構成である。なお、図１と同じ構成要素については、同一符号を付して説明を簡略に、若しくは省略する。
【００３２】
図２において、接着剤８は、チップ部品をプリント配線板１に固定するために、ランド２ｂのはんだ浸漬方向の上流近傍に塗布したものである。
【００３３】
接着剤８の機能は、第１の実施の形態における堰部材７と同様に、はんだ浸漬方向の下流における流れを変化させるもので、これにより、小さなランドにおいてもフィレットを確実に形成できるようにするものである。
【００３４】
また、この接着剤８は、製造工程で使用する補材を用いることで、迅速かつ安価に加工することができる。
【００３５】
以上説明したように、このような本発明の第２の実施の形態に係る電子モジュールによれば、はんだ浸漬方向の上流に位置するランドの近傍に、溶融したはんだの流れを堰き止めるための接着材を塗布することで、はんだ浸漬方向の下流における溶融はんだの流れを変化させ、小さなランドにおいてもはんだフィレットを形成し、電子部品を確実にはんだ付けすることができる。
【００３６】
また、接着剤として、製造工程で使用する補材を用いることにより、迅速かつ安価に加工することが可能となる。
【００３７】
（第３の実施の形態）
図３は、本発明の第３の実施の形態に係る電子モジュールの概略構成を示す断面図である。本実施の形態の電子モジュールは、第１の実施の形態において示した図１の堰部材７に換えて、電子部品４とは異なる他の電子部品９を有する構成である。なお、図１と同じ構成要素については、同一符号を付して説明を簡略に、若しくは省略する。
【００３８】
他の電子部品９は、その大きさによって配置の制約はあるものの、プリント配線板１に本来実装するものであって、プリント配線板１のレイアウト設計により、第１の実施の形態における堰部材７と同様に、ランド２ｂのはんだ浸漬方向の上流近傍に配置する。
【００３９】
これにより、新たな材料費及び加工費を発生させることなく、小さなランドにおいてもはんだフィレットを確実に形成できる。
【００４０】
以上説明したように、このような本発明の第３の実施の形態に係る電子モジュールによれば、はんだ浸漬方向の上流に位置するランドの近傍に、他の電子部品をレイアウト設計によって配置することで、材料費及び加工費を発生させることなく、はんだ浸漬方向の下流における流れを変化させ、小さなランドにおいてもフィレットを形成し、電子部品を確実にはんだ付けすることができる。
【００４１】
（第４の実施の形態）
図４は、本発明の第４の実施の形態に係る電子モジュールの概略構成を示す断面図である。本実施の形態の電子モジュールは、第１の実施の形態において示した図１の堰部材７に換えて、トランス外殻構造の爪１０を有する構成である。なお、図１と同じ構成要素については、同一符号を付して説明を簡略に、若しくは省略する。
【００４２】
トランス外殻構造の爪１０は、プリント配線板１に本来装着するものであって、プリント配線板１のレイアウト設計により、第１の実施の形態における堰部材７と同様に、ランド２ｂのはんだ浸漬方向の上流近傍に配置する。
【００４３】
これにより、新たな材料費及び加工費を発生させることなく、小さなランドにおいてもフィレットを確実に形成できる。
【００４４】
以上説明したように、このような本発明の第４の実施の形態に係る電子モジュールによれば、はんだ浸漬方向の上流に位置するランドの近傍に、トランス外殻構造の爪をレイアウト設計によって配置することで、材料費及び加工費を発生させることなく、はんだ浸漬方向の下流における流れを変化させ、小さなランドにおいてもフィレットを形成し、電子部品を確実にはんだ付けすることができる。
【００４５】
（第５の実施の形態）
図５は、本発明の第５の実施の形態に係る電子モジュールの概略構成を示す断面図である。本実施の形態の電子モジュールは、第１の実施の形態において示した図１の堰部材７に換えて、回路を構成しない部品である非回路部品１１を有する構成である。なお、図１と同じ構成要素については、同一符号を付して説明を簡略に、若しくは省略する。
【００４６】
非回路部品１１は、専用に設けるものであって、多少の費用は発生するものの形状に自由度があるので、小型電子部品の狭小間隙に配設することができ、広汎な電子モジュールに適用することが可能となる。
【００４７】
以上説明したように、このような本発明の第５の実施の形態に係る電子モジュールによれば、はんだ浸漬方向の上流に位置するランドの近傍に非回路部品１１を配設することで、はんだ浸漬方向の下流における流れを変化させ、小さなランドにおいてもはんだフィレットを形成し、電子部品を確実にはんだ付けすることができる。
【００４８】
また、小型電子部品の狭小間隙に配設することができ、広汎な電子モジュールに適用することが可能となる。
【００４９】
（第６の実施の形態）
図６は、本発明の第６の実施の形態に係る電子モジュールの概略構成を示す断面図である。本実施の形態の電子モジュールは、第１乃至第５の実施の形態において、更にランド寸法に所定の制限を設ける構成である。なお、図１乃至図５と同じ構成要素については、同一符号を付して説明を簡略に、若しくは省略する。
【００５０】
図６において、本実施の形態の電子モジュールは、電子部品４端面からのランド２ａ、２ｂの突き出し寸法ｐを、電子部品４の高さｈ以下となるようにするものである。
【００５１】
これにより、堰部材７、接着剤８、他の電子部品９、トランス外殻構造の爪１０及び非回路部品１１等による前述した効果と相俟って、ランド２ａ、２ｂの面積が小さくても溶融はんだを良好に引き込むことができる。
【００５２】
以上説明したように、このような本発明の第６の実施の形態に係る電子モジュールによれば、ランドの電子部品端面からの突き出し寸法を電子部品の高さ以下にすることで、小さな面積のランドにおいてもはんだフィレットを良好に形成して、はんだ付けを確実に行うことができ、小形の電子部品を用いる高密度実装が可能となる。
【００５３】
（第７の実施の形態）
図７は、本発明の第７の実施の形態に係る電子モジュールの概略構成を示す断面図である。本実施の形態の電子モジュールは、第１乃至第６の実施の形態において、更に、隣接する電子部品の間隔に所定の制限を設ける構成である。なお、図１乃至図６と同じ構成要素については、同一符号を付して説明を簡略に、若しくは省略する。
【００５４】
図７において、本実施の形態の電子モジュールは、隣接する電子部品４ａと電子部品４ｂの間隔Ｈが、それぞれの部品高さｈａ、ｈｂと、回路動作電圧に対する空間の絶縁距離ｅの総和以下となるようにするものである。
Ｈ≦ｈａ＋ｈｂ＋ｅ      （１）
【００５５】
隣接する電子部品４ａと電子部品４ｂの間隔Ｈを変化させて、はんだ付けの形成状況を検証した結果、電子部品４ａと電子部品４ｂの間隔Ｈがそれぞれの部品高さｈａ、ｈｂと回路動作電圧に対する空間の絶縁距離ｅの総和以下となるようにすることで、両者の絶縁性を維持しつつ、良好なはんだ付けが可能となることがわかった。
【００５６】
これにより、隣接する電子部品４ａと電子部品４ｂを狭小に近接して配置することができると共に、電子部品４ａ、４ｂのそれぞれのランドに溶融はんだを良好に引き込むことが可能となり、はんだ付けを確実に行うことができる。
【００５７】
以上説明したように、このような本発明の第７の実施の形態に係る電子モジュールによれば、隣接する電子部品相互の間隔を、それぞれの部品高さと、回路動作電圧に対する空間の絶縁距離の総和以下にすることで、隣接する電子部品を狭小に近接して配置することができ、かつ、いずれの電子部品をも確実にはんだ付けすることが可能となる。
【００５８】
（第８の実施の形態）
図８は、本発明の第８の実施の形態に係る電子モジュールの概略構成を示す断面図である。本実施の形態の電子モジュールは、第１乃至第７の実施の形態において、更に、電子部品の高さと、溶融はんだの流れを堰き止める部材との距離に、所定の関係を設定する構成である。なお、図１乃至図７と同じ構成要素については、同一符号を付して説明を簡略に、若しくは省略する。
【００５９】
図８において、本実施の形態の電子モジュールは、電子部品４の高さｈａ、溶融はんだの流れを堰き止める堰部材７のプリント配線板１からの高さｈｓ、堰部材７とランド２ｂとの空間距離をｓｄとしたとき、次の関係を有するものである。
【００６０】
ＨＤ＝ｈｓ／（ｈａ＋ｓｄ）
≧０．２                          （２）
【００６１】
流れを堰き止める堰部材７のプリント配線板１からの高さｈｓと堰部材７とランド２ｂとの空間距離をｓｄとを変化させて、はんだ付けの状態を検証した結果、上記式を満たすときに、良好なはんだ付けを実現できることがわかった。
上記式により、高さと距離の関係が明確となり、はんだ浸漬方向の下流に位置するランドにおいてもはんだフィレットを良好に形成し、はんだ付けを確実に行うことができる。
【００６２】
以上説明したように、上記式（１）については、はんだ液の流れに影響を与えうる程度の堰部材の高さｈｓについて規定したもので、上記式（１）をみたすようにすることで、はんだ浸漬方向の下流側に位置するランドにおいてもはんだが良好に供給される。
【００６３】
以上説明したように、このような本発明の第８の実施の形態に係る電子モジュールによれば、はんだの流れを堰き止める堰部材の高さを、電子部品の高さと堰部材とランドとの空間距離の和で除した値が、０．２以上になるようにすることで、はんだ浸漬方向の下流における流れを変化させ、小さなランドにおいてもはんだフィレットを良好に形成し、電子部品を確実にはんだ付けすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明の電子モジュール、及びその実装方法は、プリント配線板のランドが小さくても、電子部品を確実にはんだ付けすることができる効果を有し、小型の電子機器等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電子モジュールの概略構成を示す断面図
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る電子モジュールの概略構成を示す断面図
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る電子モジュールの概略構成を示す断面図
【図４】本発明の第４の実施の形態に係る電子モジュールの概略構成を示す断面図
【図５】本発明の第５の実施の形態に係る電子モジュールの概略構成を示す断面図
【図６】本発明の第６の実施の形態に係る電子モジュールの概略構成を示す断面図
【図７】本発明の第７の実施の形態に係る電子モジュールの概略構成を示す断面図
【図８】本発明の第８の実施の形態に係る電子モジュールの概略構成を示す断面図
【図９】従来の電子モジュールの概略構成を示す断面図
【符号の説明】
【００６６】
１  プリント配線板
２ａ、２ｂ  ランド
４、４ａ、４ｂ  電子部品
６  溶融はんだ
７  堰部材
８  接着剤
９  他の電子部品
１０  トランス外殻の爪
１１  非回路部品
【図１】
2010108972.tif 000003
【図２】
2010108972.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010108972.tif 000006
【図５】
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【図６】
2010108972.tif 000008
【図７】
2010108972.tif 000009
【図８】
2010108972.tif 000010
【図９】
2010108972.tif 000011